CN103427569B - 竖直组装风力涡轮机的发电机的方法 - Google Patents

竖直组装风力涡轮机的发电机的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103427569B
CN103427569B CN201310189792.7A CN201310189792A CN103427569B CN 103427569 B CN103427569 B CN 103427569B CN 201310189792 A CN201310189792 A CN 201310189792A CN 103427569 B CN103427569 B CN 103427569B
Authority
CN
China
Prior art keywords
assembling
rotor
support
component
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310189792.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103427569A (zh
Inventor
J.K.布思
R.尼尔森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Gamesa Renewable Energy
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN103427569A publication Critical patent/CN103427569A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103427569B publication Critical patent/CN103427569B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/16Centering rotors within the stator; Balancing rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00Manufacture
    • F05B2230/60Assembly methods
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1807Rotary generators
    • H02K7/1823Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines
    • H02K7/183Rotary generators structurally associated with turbines or similar engines wherein the turbine is a wind turbine
    • H02K7/1838Generators mounted in a nacelle or similar structure of a horizontal axis wind turbine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49009Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49012Rotor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/53Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313Means to assemble electrical device
    • Y10T29/53143Motor or generator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及竖直组装风力涡轮机的发电机的方法,该方法包括步骤:提供用于支撑发电机的部件的水平组装支撑以便在组装期间部件的旋转轴线基本竖直,并且其中组装支撑被实现成允许在组装过程期间通达到发电机部件的内部;在水平组装支撑上设置转子零件;在转子零件内设置定子零件;以及将定子零件连结到转子零件。本发明还描述在风力涡轮机的发电机的竖直组装中使用的组装设置,该组装设置包括用于支撑发电机的部件的水平组装支撑以便在组装期间部件的旋转轴线基本竖直,并且其中组装支撑被实现成允许在组装过程期间通达到发电机部件的内部。本发明还描述在风力涡轮发电机的组装中这种组装设置的使用。

Description

竖直组装风力涡轮机的发电机的方法
技术领域
本发明描述了组装风力涡轮机的发电机的方法,以及用于风力涡轮机的发电机的竖直组装的组装设置。
背景技术
风力涡轮发电机能够是非常大型且因而非常笨重的。例如,用于水平轴线3.0兆瓦级风力涡轮机的直接驱动发电机能够重50-80吨左右或更重。这种发电机的组装能够包括首先组装具有磁体的转子结构,并且组装具有绕组的定子结构。随后这些结构必须被合并或“结合”,并且安装轴承,以便例如在外部转子机器的情况中所述转子能够绕定子自由运动。通常通过支撑转子外壳以使其旋转轴线水平且之后将保持水平的定子插入到转子内部腔内来实现这样的合并。因为在整个合并过程中旋转轴线均是水平的,所以这种过程通常被称为“水平结合”。在结合期间必须执行各种严格的步骤以便确保转子、定子和轴承相对于彼此均准确定位并且整个组装是安全的。还必须执行磁体装载步骤,例如将永磁体装载到发电机(通常是转子) 的磁场设置上。当使用永磁体时,由于强大的磁场,极端的力作用在发电机的各种部件上并且作用于其他已经被加载的磁体上。磁力且还有转子外壳的重量能够起作用从而在磁体装载过程期间扭曲转子外壳。不过,特别重要的是,在组装期间在场绕组和磁体之间维持通常仅几毫米的间隙。已知的组装技术包括使用间隔件、液压或其他定位和定向调节致动器和传感器来避免在结合期间与转子和定子之间的预定最小/最大距离的任何偏离。这样的技术还可以包括使用机械引导器件,例如轨道,以便引导转子和/或定子的通行。
与大型结构(例如直径几米的圆筒形中空转子)有关的另一挑战是固有地缺乏刚性且导致的变形。转子本身的重量能够导致显著变形。为了避免在结合过程期间这样的变形,诸如支撑环的支撑结构能够绕转子结构被临时安装以便维持其圆形周边。这样的支撑环需要维护、维修和存储,并且因此增加了构造的总体成本。此外,在结合期间,这样的零件可能失效并且导致转子和定子之间的意外接触。由于其界面处的错误偏移,转子的变形能够导致例如转子、轴承和定子的连接零件之间的未对准。另一问题在于安装螺栓穿过定子、转子和轴承内的匹配孔以便使其互连,因为必然地会具有非常小的余隙的匹配孔必须非常高精度地对齐以便螺栓穿过。这样的竖直结合的另一问题是这样的笨重部件的对中。竖直结合的另一挑战是,在结合定子和转子时,转子和定子中的每一者均需要大型且非常刚性的处理和支撑结构。这些结构虽然是麻烦且笨重的,但是必须在毫米级别可被非常精确地调节,并且这些导致了进一步的显著成本因数。为此原因,组装大型发电机的已知方法是非常耗时且成本密集的。
发明内容
因此,本发明的目标是提供避免上述问题的组装风力涡轮发电机的改进方式。
这个目标是通过权利要求1的组装风力涡轮机的发电机的方法来实现的;并且通过权利要求8的组装设置来实现。
根据本发明,组装风力涡轮机的发电机的方法包括步骤:提供用于支撑发电机的部件的水平组装支撑以便在组装期间部件的旋转轴线基本竖直;在水平组装支撑上设置转子零件;在转子零件内设置定子零件;以及将定子零件连结到转子零件。
根据本发明的方法的优点在于,显著简化了转子零件与定子零件的组装或连结。因为根据本发明在发电机组装过程中竖直支撑的转子外壳的自身重量不造成问题,所以能够实现更薄的转子外壳,以便转子组件的整体重量能够良好地保持较低。此外,在现有技术的水平结合方法中,必须采取额外步骤来稳定转子外壳,例如使用绕转子的支撑环,而这在转子和定子的合并或“结合”期间是不再需要的。这能够导致风力涡轮机和包括许多这样的风力涡轮机的风场的整体构造的显著节省。另一优点在于在现有技术的“水平结合”过程中合并转子和定子所需的麻烦的提升和操纵装置(如上所述)能够被相对简单且具有经济性的吊车代替,该吊车运输发电机部件且使其轴线处于竖直取向。这样的吊车提供了显著更便宜的选择,并且能够至少是可靠且精确的。
根据本发明,在风力涡轮机的发电机的组装中使用的组装设置包括用于支撑发电机的部件的水平组装支撑以便在组装期间部件的旋转轴线基本竖直,并且其中所述组装支撑被实现成允许在组装过程期间通达到发电机部件的内部。
根据本发明的组装设置的优点在于,在具有相对低成本的情况下,能够实现非常准确的组装过程。利用根据本发明的组装设置,重力不再是需要被克服的决定性力,而是其现在是一种协助(ally)。诸如转子外壳的笨重零件将不再由于其自身重量被扭曲;而是其重量现在是一种优点,因为其用于保持笨重零件在组装支撑上就位。此外,因为在组装过程期间组装支撑允许通达到零件内部,所以在发电机部件被常规地设置在组装支撑上时能够执行许多组装步骤。根据本发明的组装设置的另一优点在于,与相当的水平组装设备相比其需要更少的占地空间,其中所述水平组装设置必然是大型且庞大的以便能够水平地承载转子零件和定子零件。这方面的重要性对于许多发电机的组装甚至变得更加相关,这是因为与常规的“水平结合“组装站相比,各自包括根据本发明的组装设置的多个组装站需要显著更小的占地空间。
本发明还描述了在风力涡轮发电机的组装中根据本发明的组装设置的使用。
如下述描述所揭示的,通过从属权利要求给出了本发明的具体有利实施例和特征。不同权利要求类型的特征可以适当组合以便得到这里没有描述的其他实施例。
在下文中,可以假定发电机是具有外部转子的直接驱动发电机,即定子被设置在转子内部中。在这样的直接驱动发电机中,永磁体被大致设置在转子内部中,以便转子用作发电机的场。类似地,绕组大体绕静止定子的外表面被设置,其因此用作发电机的电枢。在下文中,不以任何方式约束本发明,可以假定发电机是具有设置在转子内部上的永磁体的直接驱动发电机。此外,在下文中,术语“转子零件”和“定子零件”应该被理解为分别意味着被部分或完全组装的转子和定子。例如,转子零件能够包括已经被安装到另一部件(例如主轴承)的转子外壳;定子零件能够包括围绕其已经安装绕组的主轴,等等。
为了确保转子绕定子平滑行进,在本发明的优选实施例中,发电机的组装包括将转子零件安装到轴承的步骤。能够在转子零件被降低到水平组装支撑之前执行这个步骤。轴承能够包括任意适当的轴承设置,例如带有被设置在座圈内的多个滚子的滚子轴承;滑动轴承,等等。
在风力涡轮机运转期间,即当发电机的旋转轴线差不多水平时,作用在圆形发电机部件上的重力可能导致其变得扭曲。因此,在本发明另一优选实施例中,组装方法还包括步骤:将防扁环(anti-ovalization ring)安装至轴承和/或转子零件。这样的防扁环用于对抗圆形部件(例如轴承)由于重力的竖直拉动而变得扭曲的倾向并且防止其脱离其圆形形状。防扁环因此有利地减少了轴承磨损并且延长了其使用寿命。
相比于其他类型的发电机,直接驱动发电机通常不使用滑动环来换相。因此,能够产生轴电压,并且电流路径会通过轴承向地线放电。这能够最终导致轴承的磨蚀和昂贵的维修。因此,在本发明另一优选实施例中,组装方法还包括将接地设置安装到转子零件的步骤。例如,由适当材料(例如玻璃钢层压板)制成的绝缘环通常被安装到轴承和/或转子外壳以便将轴承电绝缘于转子和/或定子。
已经被预安装有多个定子绕组的定子零件能够被简单地引入到等待的转子零件以便合并定子和转子。对于直接驱动发电机而言,朝向转子外壳的毂侧大体设置轴承,而制动盘被大体设置在转子外壳的相对侧。因此,在根据本发明的方法的优选实施例中,定子零件沿“毂侧”方向被插入通过转子零件的“制动侧”开口。例如,如果转子零件被设置在水平组装支撑上以便轴承被直接安放在水平组装支撑上,则定子零件能够简单地被降低通过转子零件的“制动侧”处的开口。这能够通过如下步骤完成:通过吊车悬挂定子零件,操纵其到开口上方,并且将其降低到转子零件中直到其安放在轴承上。随后,定子能够被连接到轴承。因为定子轴是中空的(为了之后提供从机舱通过发电机到毂内的通路),并且因为转子零件被设置在水平组装支撑上,所以工人能够方便地通达用于将定子零件连接到轴承的任意紧固器件。
当将定子零件插入到转子零件内时,重要的是确保绕组不被损坏;转子外壳的任意内表面均不应该被损坏。因此,在本发明的另一优选实施例中,在转子零件内设置定子零件的步骤包括提供多个间隔件以便确保维持转子零件和定子零件之间的所需距离的步骤。这种间隔件能够包括保护元件,所述保护元件被临时地设置在转子外壳内且一旦定子零件被令人满意地放置在转子零件内则被再次移除。
如背景技术中所提及的,将磁体装载到发电机内的过程通常关联有大的不平衡力,直到所有的磁体已经被装载,在此阶段所述力有效地彼此平衡。为了防止在装载过程期间转子外壳的任意不良扭曲,根据本发明的组装方法优选地还包括步骤:在将多个磁体装载到转子零件中之前将稳定环安装到转子零件。这种稳定环能够绕转子零件被临时安装,以便其仅在磁体装载步骤期间被使用。之后,其可以被再次移除并且用于另一发电机的组装。
在定子零件被插入之前磁体可以被安装到转子零件内。不过,永磁体产生的磁力会增加需要在转子零件附近或在定子零件被插入之前转子零件内部执行的其他组装步骤的危害。此外,如果磁体已经被装载,则插入定子零件的步骤可能更具有挑战,因为在磁体和绕组之间的非常窄的空气间隙使其难以确保插入步骤期间不损坏绕组。因此,在根据本发明的方法的具体优选实施例中,在转子零件内设置定子零件的步骤之后,磁体被安装到转子零件。通过以竖直方式将磁体降低到转子零件内并且将它们固定到转子外壳的内侧表面来实现磁体装载过程。优选地,转子外壳被制造成包括保持槽,磁体能够被卡在所述保持槽内以便防止沿定子绕组方向的任意横向运动。磁体装载过程优选地以受控顺序执行以便确保不同极性的磁体(“北”极磁体和“南”极磁体)的均匀或平衡装载。
能够以任意适当方式实现水平组装支撑。在一种实施方式中,水平组装支撑包括处于地面水平的水平区域且其具有开口或凹陷,其被实现成对齐于转子零件或定子零件的开口并且足够大以便容一个或更多个工人。不过,这样的实施方式会需要显著的构造工作,并且低于地面水平的凹陷会呈现出安全危害。因此,在本发明具体优选实施例中,组装设置包括抬升的水平组装支撑。在这里,术语“抬升的”应该被理解成意味着以桌台的方式抬升到地面水平以上某适当高度处。例如,水平组装支撑能够包括多个支撑区段,每个均具有水平支撑表面,并且这些支撑区段能够相对彼此被设置成使得每个水平支撑表面能够设置在转子的一部分的下方。在一种实施例中,三个或四个这样的支撑区段可以设置成相对彼此成120 º 或90º,以便转子的重量被均匀承载。支撑区段能够被成形成使得当以这样的设置被放置时,工人能够通达安放在组装支撑上的转子或定子的内部。不过,在将转子安放在这样的复合组装支撑上之前,上表面必须首先被准确对齐,并且这样的对齐过程会是耗时且易于不准确的。因此,在本发明的具体优选实施例中,组装支撑包括具有基本水平的单个上表面的组装桌台。组装桌台的上表面因此是实质上单件表面。在本发明的另一优选实施例中,组装桌台包括根据转子零件的开口成形的通路开口。例如,组装桌台能够具有圆形开口,该圆形开口足够大以便允许舒适地通达到定子/转子零件的相关区。
组装桌台能够被实现成常规桌台形式,即具有三个、四个或更多个支撑腿。整个组装桌台能够由适当的载重材料(例如钢) 制成。如上所述,组装桌台的上表面优选地是水平的,因为转子和定子的对齐必须是非常准确的,使得水平参考平面是有益的。因此,在本发明的具体优选实施例中,组装桌台包括用于调节上表面的水平的水平调节器件。例如,一个或更多个桌台腿能够包括高度可调区段。这些高度可调区段能够彼此独立地伸长或压缩直到获得令人满意的水平上表面。能够在将转子零件降低到组装桌台上之前以及/或者在将转子零件降低到组装桌台上之后进行水平调节。
在发电机的组装期间,可能必要的是通达转子的“下面”上的区域,即安放在组装桌台上的面上的区域。因此,在本发明的优选实施例中,组装支撑包括多个间隔块,优选地至少三个间隔块,其被安装到组装支撑以便提供通向转子零件的底侧的通路。间隔块优选地被牢固地设置在组装桌台上,以便转子零件继而能够被牢固地设置在间隔块上。这样的间隔块能够满足多个其他的重要目的。例如,在最初在防扁环和转子外壳之间提供空间的同时,下方间隔块组能够支撑防扁环。因此,在本发明的优选实施例中,多个间隔块包括一组主间隔块以用于支撑转子零件以及一组辅助间隔块以用于支撑另一零件,例如防扁环。此外,间隔块能够被实现成允许轴承内环相对于转子零件的旋转以便轴承能够“插入(runin)”。这样的轴承内环在发电机正常运转期间将是静止的。在这样的轴承“插入”过程的第一步骤中,定子零件被放松地螺栓连接到轴承。轴承和定子零件之后相对于转子零件被多次旋转到一起。随后,任意的连接螺栓能够被拧紧到半扭矩(half-torque)。在下一步骤中,定子零件和轴承再次一起旋转多次。最后,螺栓被拧紧到全扭矩(full torque)。这种轴承插入过程确保了轴承不承受不均匀应变和应力,并且令人满意地延长了其使用寿命。在常规水平合并过程期间,如果不是不可能的话,这样的插入过程是非常难以实现的。
通路开口的大小和/或间隔块的高度优选地被选择成匹配被组装的发电机的尺寸。例如,3.0兆瓦风力涡轮机的发电机能够具有两米或更大范围的直径。转子内部的直径因此能够接近2米,而定子的内部直径能够在1.5米的范围。因此,在本发明的具体优选实施例中,组装桌台内的通路开口的直径包括至少0.5米。还可以考虑在转子下面上工作时所用的工具类型来选择间隔块的高度。在间隔块的高度被优选地选择成允许舒适的工具通路而不损害支撑结构的稳定性的任意情况下,例如,间隔块的高度可以包括至少10cm,更优选地至少50cm。
在根据本发明的方法的另一优选实施例中,在转子零件内设置定子零件的步骤之前执行将转子零件紧固到水平组装支撑的步骤。以此方式,转子已经被牢固地安装到组装支撑,并且因此其位置已经被限定。因此能够准确地确定定子相对于转子的位置,使得定子能够在正确对齐的情况下被降低到转子内。能够使用任意适当的紧固器件,例如延伸穿过组装支撑且进入转子的对应螺纹衬套内的竖直螺栓或螺纹杆,将转子固定到水平组装支撑。这样的螺纹杆能够穿过组装桌台内的对应开口并且进入转子的衬套。不过,在本发明的优选实施例中,当使用间隔块时,间隔块优选地包括一个或更多个贯通开口以便容纳这样的用于将转子零件紧固到组装桌台的螺纹杆。以此方式,能够获得额外的稳定程度。当将转子零件和/或轴承降低到组装桌台上且对中这些部件时,这样的螺纹杆还能够用作视觉和物理引导件。此外,螺纹杆确保了转子零件和/或轴承处于预定位置或取向,因此有助于定子零件之后附接到轴承。作为螺纹螺栓的替代方案,也被实现为装配到轴承的孔内的简单直立销可以用于用作引导器件和/或对中轴承和转子。
附图说明
当结合附图考虑时从下述具体描述中将显而易见到本发明的其他目标和特征。不过应该理解附图仅被设计用于图释目的并且不作为对本发明限制的定义。
图1示出了在现有技术水平组装过程期间发电机的部件;
图2示出了根据本发明的组装设置的第一实施例的侧视图;
图3示出了图2的组装设置的平面图;
图4示出了根据本发明的竖直组装方法的第一阶段中图2和图3的组装设置所支撑的转子零件;
图5示出了根据本发明的竖直组装方法中的进一步步骤;
图6示出了根据本发明的竖直组装方法中的进一步步骤;
图7示出了根据本发明的组装设置的第二实施例;
图8示出了根据本发明的组装设置的第三实施例。
在附图中,贯穿始终,同样的附图标记指代同样的物体。附图中的物体不必要成比例绘制。
具体实施方式
图1示出了现有技术的水平组装过程期间直接驱动永磁体发电机100的部件。这里,外部转子101正被某保持器件或支撑结构(图中未示出)支撑,使得其旋转轴线R基本水平,即平行于地面水平。通常,转子101和主轴承被安装到竖直支撑,以使得转子101的主体从直立支撑水平地突出。转子101被实现成将多个永磁体102保持在其内部表面上。在主轴105上安装有绕组104的定子103必须被插入到转子101中。在这种“水平结合”期间,特别重要的是绕组不接触转子的内部表面,而不管其是否事先已经装载有磁体。对于绕组(其通常由被封罩在保护性包装物内的刚性钢条形成)或对于转子内部(其通常包括精加工槽来保持磁体)的损坏会导致非常昂贵的维修,并且因此投入大量工作来避免这样的损坏。例如,在定子被插入到转子内时保持转子的支撑结构必须精确匹配保持定子的支撑结构。此外,传感器可以被用于探测任意临界情况。非常窄的空气间隙gA使得水平结合特别危险。转子101的重量使得该过程甚至更加复杂,这是因为重力FG产生作用而扭曲转子101的圆形形状。在图中以夸张的方式通过虚线示出了这种扭曲D。这样的扭曲会导致在转子内生成裂纹,或者会导致永久变形,其能够具有不良影响,特别是当发电机运转期间转子正在旋转时。因为必须极小心来避免这样的损坏,所以已知的水平结合技术必须是缓慢、劳动密集且因而非常昂贵的。
图2示出了根据本发明的组装设置1的第一实施例的侧视图。图3示出了同一实施例的平面图。这里,组装设置1包括组装桌台1,其具有基本水平的平坦上表面10和多个支撑桩11或柱11。开口12产生在上表面10内,其足够大以允许工人通达到转子零件2(这里由虚线示出)和定子零件(未示出)的内部腔内。多个间隔块13、13’围绕开口12设置。主间隔块13能够支撑转子零件和定子零件的重量,以使得这些发电机部件的重量被均匀分布。一个或更多个主间隔块13能够具有贯通开口130,其被形成为容纳用于将转子零件2螺栓连接到组装桌台1的紧固件。主间隔块13也能够用于确保在结合过程期间轴承仍然自由且可运动。辅助间隔块13’用于最初容纳防扁环而不会接触转子或轴承。这些辅助间隔块13’能够延伸到开口12上方的空间内,例如如果这样的防扁环具有比开口12的直径更小的直径的话。为了清晰,腿11或柱11被示于“桌台”的角隅处,不过它们可以均等地设置在间隔块13下方以便于载荷的良好分布。
图4示出了图2和图3的组装桌台,其被用于在竖直结合过程的第一阶段中支撑转子零件2。这里,转子零件2被降低到组装桌台1的间隔块13上。在这个步骤之前,可以已经检查过上表面10的水平性。转子零件2包括在其“下”侧被安装到圆锥前板5和主轴承4的转子外壳20。当在风力涡轮机运转期间其呈现水平位置时这个“下”侧之后将是转子的毂侧。转子零件2的部件以非常简化的方式被示出以便清楚。转子外壳20已经被加工成形成槽21来保持永磁体。为了清晰,这里仅标示出几个这样的槽21。整个转子零件组件2借助于适当提升设备(例如吊车和锁链7,这里以虚线示出)被降低到间隔件13上。当在组装桌台1上就位时,转子零件2被定位成使得其旋转轴线R竖直。在此位置,有效地保护转子零件2以免于其自身重量造成的扭曲。在这个步骤之前,防扁环(未示出)可以已经被置于组装桌台2上的辅助间隔块上就位,使得转子零件2被直接降低到防扁环上。防扁环之后将被安装到轴承4,例如在定子已经被安装到轴承之后且在轴承插入过程已经被执行之后。因此,防扁环能够最初被放置在比主间隔块13处于较低水平的其他辅助间隔块上,以便防扁环能够被放置成准备在随后阶段连接到轴承。轴承4将被连接到防扁环的部分可以延伸到比主间隔块13的上表面更低的水平以便其安放在防扁环上,不过为了清晰这没有在此示出,这是因为附图被特意保持简单。
工人8能够舒适地通过桌台内的开口12和对应开口22(例如转子零件2、防扁环、主轴承4、前板5等内的圆形开口)通达转子零件2的内部区域。作为额外的安全措施,转子零件2能够借助于穿过间隔块13且拧入转子零件2的衬套内的螺纹杆15被固定到组装桌台1。如上所述,当将转子零件2和/或轴承4降低到组装桌台1上且对中这些部件2、4时,螺纹杆15也用作视觉和物理引导件,此外,螺纹杆15确保了转子零件2和/或轴承4处于预定位置或取向,因此有助于定子零件稍后附接到轴承。作为螺纹杆的替代方案,也被实现成装配到轴承4内的孔内的简单的销可以用于用作引导器件。
图5示出了竖直结合组装中的进一步步骤。这里,定子零件3正被降低到转子零件2内。引导块16已经事先被贴附到定子零件3上的特定位置,并且这种引导块16被用于将定子零件3引导到其相对于转子零件2的准确位置。引导块16能够包括应该对齐转子零件2上的对应标记的标记。此外,引导块16被加工成准确尺寸并且延伸到定子零件3的下表面下方一定距离,以便表明应该被保持的特定余隙。定子零件3包括安装到主轴30上的绕组32和之后用作毂和机舱之间通路的内轴31。主轴30和内轴31之间的间隙能够容纳冷却设置。因为重力不能用于扭曲转子外壳20的圆形形状,并且因为定子零件3被吊车简单地降低就位,所以其相对容易地确保在定子零件3被降低就位时绕组以及转子外壳20 的内表面均不被损坏。在“竖直结合”期间,总是在四周均保持特定最小间隙gmin。通过初始确保转子零件2和定子零件3的相对位置正确,例如通过对齐转子零件2和定子零件3的引导块16上的特定标记,定子零件3能够准确地对齐于其相对于主轴承4的指定位置,其之后能够通过站立在开口12、22内的工人被固定于此。一旦定子零件3已经被降低到轴承4上就位,它们就能够临时被连接在一起,并且能够执行轴承插入过程。随后,完成定子零件3与轴承4的连接。
图6示出了竖直结合组装中的进一步步骤。这里,磁体正在被装载到转子外壳20的槽21内。为了在装载过程期间的稳定性,稳定环6已经被安装到转子外壳20的“上”侧,即制动侧。磁体能够被方便地从上方降低就位。为此,在组装中能够绕发电机构造平台(图中未示出)以便工人能够方便地站立于定子零件2的上方水平。因为重力不造成问题,所以在保持必要的空气间隙gA(通常仅几毫米的量级)的同时磁体能够被降低到槽21内。
在磁体装载步骤之后,在被组装的发电机安放在支撑表面上的同时能够执行进一步的组装步骤。例如,制动盘能够安装到转子外壳的上侧,并且能够执行各种测试步骤。最终,能够移除用于固定转子零件2至组装桌台1的任意螺纹杆,并且被组装的发电机之后能够被提离组装桌台。
图7示出了在图2-6之前的组装桌台1的另一详图。这里,根据需要能够调节桌台1的上表面的水平。这通过设置在支撑柱11和桌台顶部10之间的水平调节器件14来实现。例如,液压水平调节器件14能够包括液压汽缸作为致动器来允许竖直运动,如箭头所示,以便根据需要,柱11的整体高度能够稍微延伸或缩回。液压泵140能够用于控制一个或更多个水平调节器件14。水平调节器件14能够被手动控制,例如使用视觉水平指示器,例如水平仪来确定距水平面的任意偏离。替代性地,水平调节器件14能够被自动控制。例如,设置在支撑10上或下方的水平感测器件141能够被用于探测距水平面的任意偏离并且能够发送适当的信号至水平调节器件14的控制器。
图8示出了根据本发明的组装设置1’的替代性实施例的平面图。这里,组装设置1’包括三部分型构造,其具有三个匹配的支撑节段10’。节段10’被形成为使得当节段10’被设置成彼此接触时保持开口12。节段10’能够被放置在多个支撑柱11或桩11上。任意间隔块能够被置于这些柱11上方,以便当转子安放在间隔块上时能够实现理想的载荷传递。这里,组装设置1’和开口12的圆形形状仅是示例性的,并且其他形状也是可能的。而且,任意形状和任意数量的支撑节段10’能够被用于获得所需的组装支撑。
虽然已经以优选实施例及其变型的形式公开了本发明,不过将理解,在不脱离本发明范围的情况下能够对其作出大量额外的改进和变型。例如,组装结构和/或组装方法能够被修改成适于具有内部转子的发电机的组装并且/或者适于磁场静止而电枢旋转的发电机。基本上,竖直组装方法适于需要避免重力的扭曲影响的任意组装。
为了简明,应该注意到,贯穿本申请使用“一”或“一种”并不排除多个,并且“包括”不排除其他步骤或元件。

Claims (13)

1.一种竖直组装风力涡轮机的发电机的方法,所述方法包括步骤:
提供用于支撑所述发电机的部件(2、3、4)的水平组装支撑(10、10’)以便在组装期间部件(2、4)的旋转轴线(R)基本竖直,所述组装支撑(10、10’)包括组装桌台(1)的基本水平上表面,所述组装桌台包括根据转子零件(2)的开口成形的通路开口(12)以及多个基本竖直的支撑柱(11),并且其中所述组装支撑(10、10’)被实现成允许工人在组装过程期间通达到发电机部件(2、3)的内部;
将防扁环安装到轴承(4);
在所述水平组装支撑(10、10’)上设置转子零件(2);
所述转子零件(2)紧固到所述水平组装支撑(10、10’);
将定子零件(3)设置在所述转子零件(2)内,其中,将所述定子零件(3)设置在所述转子零件(2)内的步骤包括将所述定子零件(3)降低到所述转子零件(2)内的步骤;以及
将所述定子零件(3)连结到所述转子零件(2)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括将所述转子零件(2)安装到轴承(4)的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,包括在将多个磁体(22)装载到所述转子零件(2)内之前将稳定环(6)安装到所述转子零件(2)的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在将所述定子零件(3)设置在所述转子零件(2)内的步骤之后所述磁体(22)被安装到所述转子零件(2)。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述转子零件(2)包括直接驱动发电机的外部转子(2),所述外部转子(2)包括被安装到主轴承(4)的转子外壳(20),且其中所述定子零件(3)包括被安装到主轴(30)上的绕组(32)。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,包括在将所述定子零件(3)设置在所述转子零件(2)内的步骤之前将所述转子零件(2)紧固到所述水平组装支撑(10、10’)的步骤。
7.一种在风力涡轮机的发电机的竖直组装中使用的组装设置(1、1’),所述组装设置(1、1’)包括组装桌台(1),所述组装桌台包括:
用于支撑所述发电机的部件(2、3)的水平组装支撑(10)以便在组装期间部件(2)的旋转轴线(R)基本竖直,并且其中所述组装支撑(10)包括根据转子零件(2)的开口成形的通路开口(12),以允许工人在组装过程期间通达到发电机部件(2、3)的内部;
多个基本竖直的支撑柱(11);
多个间隔块(13、13’),所述间隔块被安装到所述组装支撑(10)以便提供通向转子零件(2)的底侧的通路,所述多个间隔块(13、13’)包括一组主间隔块(13)以用于支撑转子零件(2)以及一组辅助间隔块(13’)以用于支撑防扁环。
8.根据权利要求7所述的组装设置,其特征在于,所述组装设置包括至少三个间隔块(13、13’)。
9.根据权利要求7所述的组装设置,其特征在于,间隔块(13)包括贯通开口(130)以便容纳用于将所述转子零件(2)紧固到所述组装支撑(10)的紧固器件(15)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的组装设置,其特征在于,所述通路开口(12)的直径包括至少0.5m,并且/或者间隔块(13、13’)的高度包括至少10cm。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的组装设置,其特征在于,包括用于调节所述组装支撑(10)的水平的水平调节器件(14)。
12.根据权利要求10所述的组装设置,其特征在于,间隔块(13、13’)的高度包括至少50cm。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的组装设置(1、1’)在风力涡轮发电机的组装中的用途。
CN201310189792.7A 2012-05-21 2013-05-21 竖直组装风力涡轮机的发电机的方法 Active CN103427569B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12168727.1A EP2667493B1 (en) 2012-05-21 2012-05-21 Method of vertically assembling a generator of a wind turbine
EP12168727.1 2012-05-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103427569A CN103427569A (zh) 2013-12-04
CN103427569B true CN103427569B (zh) 2019-05-28

Family

ID=46125292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310189792.7A Active CN103427569B (zh) 2012-05-21 2013-05-21 竖直组装风力涡轮机的发电机的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9627949B2 (zh)
EP (1) EP2667493B1 (zh)
JP (1) JP6242589B2 (zh)
KR (1) KR102052939B1 (zh)
CN (1) CN103427569B (zh)
BR (1) BR102013009238A2 (zh)
DK (1) DK2667493T3 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101369771B1 (ko) * 2013-12-20 2014-03-05 서광기연 주식회사 풍력 발전기 시공을 위한 트랜지션 피스의 레벨링 성능 평가 장치
WO2020221402A1 (en) * 2019-05-01 2020-11-05 Vestas Wind Systems A/S Improvements relating to electrical power generators for wind turbines
EP3890170A1 (en) 2020-04-03 2021-10-06 Wobben Properties GmbH System for assembling a generator, generator vertical assembly device and corresponding assembling method
KR102371087B1 (ko) * 2020-11-30 2022-03-04 한전케이피에스 주식회사 충전 펌프의 분해 조립 장치
EP4089893A1 (en) * 2021-05-10 2022-11-16 General Electric Renovables España S.L. Armature assemblies for generators and assembly methods
CN115276349B (zh) * 2022-08-24 2023-10-10 南通慧晶机械科技有限公司 一种不锈钢电机壳体加工设备及工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201122882Y (zh) * 2007-12-06 2008-09-24 湘潭电机股份有限公司 一种用于永磁电机定子与转子装配的装置
US7772741B1 (en) * 2007-11-30 2010-08-10 Rittenhouse Norman P Wind turbine generator
CN201887607U (zh) * 2010-12-17 2011-06-29 上海万德风力发电股份有限公司 大型风力发电机分体组件整机装配辅助装置
CN102299587A (zh) * 2011-08-31 2011-12-28 广东明阳风电产业集团有限公司 一种用于发电机装配的定位装置
CN102412669A (zh) * 2011-11-17 2012-04-11 广东明阳风电产业集团有限公司 一种基于永磁风力发电机转子传动轴结构的装配定位方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1822096A (en) * 1929-07-24 1931-09-08 Star Electric Motor Co Motor frame construction
GB1078391A (en) * 1963-03-08 1967-08-09 English Electric Co Ltd Improvements in or relating to turbogenerators
DE1217490B (de) * 1964-02-01 1966-05-26 Siemens Ag Elektrische Maschine vertikaler Bauart mit Betonmantel
US3988622A (en) * 1972-12-11 1976-10-26 Bbc Brown Boveri & Company Limited Dynamo-electric machine with prestressed laminated stator component
JPS6041817Y2 (ja) * 1981-08-26 1985-12-19 三菱電機株式会社 固定子鉄心の積層組立装置
JPS60167655A (ja) * 1984-02-08 1985-08-31 Toshiba Corp 立軸回転電機組立方法
DE3826339C1 (zh) * 1988-08-03 1990-02-22 J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim, De
US5750915A (en) * 1995-12-01 1998-05-12 Lockheed Martin Corporation Launch mount pedestal and umbilical mast
JP4040202B2 (ja) * 1999-04-01 2008-01-30 三菱電機株式会社 車両用交流発電機の固定子コア及び車両用交流発電機の固定子コアの製造方法
CN1265534C (zh) * 2003-01-25 2006-07-19 株洲九方自动化装备实业有限公司 一种大中型电机定转子立式组装方法
KR200398194Y1 (ko) * 2005-07-29 2005-10-12 임이재 높이 조절 작업대
EP1983161A1 (de) * 2007-04-16 2008-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Sicherungsvorrichtung zur Sicherung eines quer gegenüber einer Horizontalebene aufgestellten Rotors einer Strömungsmaschine gegen Umkippen sowie Montagevorrichtung
CN201113701Y (zh) * 2007-07-23 2008-09-10 比亚迪股份有限公司 一种旋转式零件加工台
DE102008015450A1 (de) * 2008-03-22 2009-09-24 Voith Patent Gmbh Generatorstatoranordnung
US8487470B2 (en) * 2009-05-22 2013-07-16 Derek Grassman Vertical axis wind turbine and generator therefore
EP2299560B1 (de) * 2009-09-22 2018-11-07 Baumüller Nürnberg GmbH Verfahren zum Einbringen eines Rotors einer Synchronmaschine in den Stator oder zum Anordnen eines Rotors um einen Stator herum sowie Montagevorrichtung hierfür
JP4730475B1 (ja) * 2010-08-10 2011-07-20 株式会社安川電機 回転電機、風力発電システムおよび回転電機の製造方法
ES2388100B1 (es) * 2010-08-11 2013-08-20 Acciona Windpower, S.A. Generador eléctrico y procedimiento de montaje de un aerogenerador dotado de dicho generador.
US9850882B2 (en) * 2011-05-19 2017-12-26 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine generator with localized air gap control and a wind turbine having such a generator
EP2617990B1 (en) * 2012-01-17 2015-04-15 ALSTOM Renewable Technologies Anti-ovalization tool for introduction into a wind turbine blade root and method of reducing ovalization of a wind turbine blade root
CN202586657U (zh) * 2012-04-23 2012-12-05 北京三一电机系统有限责任公司 一种永磁电机总装拆装工装
CN203632484U (zh) * 2013-12-15 2014-06-04 佳木斯电机股份有限公司 立式电机装配台架
CN203967916U (zh) * 2014-06-19 2014-11-26 西安盾安电气有限公司 一种永磁电机竖直装配装置
CN204034650U (zh) * 2014-09-03 2014-12-24 杭州群利明胶化工有限公司 用于混合机上的保持架

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7772741B1 (en) * 2007-11-30 2010-08-10 Rittenhouse Norman P Wind turbine generator
CN201122882Y (zh) * 2007-12-06 2008-09-24 湘潭电机股份有限公司 一种用于永磁电机定子与转子装配的装置
CN201887607U (zh) * 2010-12-17 2011-06-29 上海万德风力发电股份有限公司 大型风力发电机分体组件整机装配辅助装置
CN102299587A (zh) * 2011-08-31 2011-12-28 广东明阳风电产业集团有限公司 一种用于发电机装配的定位装置
CN102412669A (zh) * 2011-11-17 2012-04-11 广东明阳风电产业集团有限公司 一种基于永磁风力发电机转子传动轴结构的装配定位方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103427569A (zh) 2013-12-04
JP2013243916A (ja) 2013-12-05
EP2667493A1 (en) 2013-11-27
US20130305521A1 (en) 2013-11-21
KR20130129849A (ko) 2013-11-29
KR102052939B1 (ko) 2019-12-06
BR102013009238A2 (pt) 2015-06-23
DK2667493T3 (da) 2020-02-24
JP6242589B2 (ja) 2017-12-06
EP2667493B1 (en) 2019-11-20
US9627949B2 (en) 2017-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103427569B (zh) 竖直组装风力涡轮机的发电机的方法
CN102072790B (zh) 一种微小冲量测量装置
CN104034525B (zh) 多功能弹簧疲劳测试机
US9318925B2 (en) Wind turbine generator and maintenance of its main bearing
CZ298504B6 (cs) Podstavec turbíny a použití podstavce turbíny
CN106338719B (zh) 一种用于rcs测量的两支一吊目标支撑转台
US20130174402A1 (en) Generator assembly apparatus
US8826520B1 (en) Apparatus for extracting a rotor from a generator
CN104723094A (zh) 用于设备安装找正的调节装置
CN212172583U (zh) 一种模拟空间目标电磁-涡流消旋的地面试验系统
CN102916535B (zh) 磁体装载装置
CN102230777B (zh) 一种大型轴承径向游隙的精确测量方法
CN204487130U (zh) 用于设备安装找正的调节装置
US20230034019A1 (en) Assembly method and fixing device for electric motor
CN205138394U (zh) 简易转子测圆架
CN208773411U (zh) 一种设备装卸工装
CN202384941U (zh) 水轮发电机定子装配用测圆架
CN202065639U (zh) 可调式立柱
KR101170518B1 (ko) 수차 발전기 트러스트 칼라 레벨 측정 장치
CN109015484A (zh) 一种设备装卸工装、设备装配方法和设备拆卸方法
CN208289377U (zh) 水轮发电机上机架安装时中心调整工具
CN111439400A (zh) 一种模拟空间目标电磁-涡流消旋的地面试验系统
CN111982403A (zh) 一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪
CN205079698U (zh) 一种双燕尾结构的拉线找正工具
CN215297484U (zh) 一种电机轴承电流测试工装

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190724

Address after: Tango barley

Patentee after: Siemens Gamesa Renewable Energy

Address before: Munich, Germany

Patentee before: Siemens AG

TR01 Transfer of patent right